壓電噴墨頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種壓電噴墨頭，包含至少一噴墨單元及一供液流道，噴墨單元包括壓力腔體及振動板，其中，壓力腔體與供液流道連通，振動板鄰設(shè)于壓力腔體；噴孔板，噴孔板對應(yīng)各該噴墨單元分別形成噴孔，噴孔與壓力腔體及供液流道連通，用以噴印液滴；以及致動單元，設(shè)置于振動板上，并與壓力腔體相對應(yīng)，致動單元包括切割形成的多個致動片，各致動片分別接收驅(qū)動信號動作；其中，每一個致動片選擇性接收驅(qū)動信號，以驅(qū)動多個致動片以多個頻率動作，驅(qū)動信號依噴孔的孔徑與液滴特性調(diào)整，使噴孔噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴。
【專利說明】壓電噴墨頭【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明系關(guān)于一種壓電噴墨頭，尤指一種具有多個致動片的壓電噴墨頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著噴墨技術(shù)的進(jìn)步，噴墨技術(shù)不再只是應(yīng)用在傳統(tǒng)打印市場上，近年更應(yīng)用于平面顯示器以及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的制程技術(shù)中，然而，為了降低成本以及節(jié)省制程時間，紛紛尋求新的噴墨技術(shù)，這之中最被廣為應(yīng)用的，就是壓電式噴墨技術(shù)。
[0003]請參閱第IA及IB圖，其中圖1A系為習(xí)知壓電噴墨頭的平面示意圖，圖1B系為圖1A的A-A剖面圖，如圖1A所示，習(xí)知壓電噴墨頭I系具有供流體流入的供液流道11、單一致動片12，另如圖1B所示，習(xí)知壓電噴墨頭I更包含有壓力腔體13、出液流道14以及具有噴孔151的噴孔板15等微結(jié)構(gòu)，且在壓力腔體13、出液流道14及噴孔151等微結(jié)構(gòu)上方系設(shè)置一振動板16，并在振動板16的上方，且對應(yīng)于壓力腔體13的位置設(shè)置該單一致動片12。
[0004]當(dāng)一電壓作用在致動片12的上下兩極時，會產(chǎn)生一電場，使得致動片12在此電場的作用下產(chǎn)生彎曲變形，由于致動片12系設(shè)置于振動板16上，因此致動片12所產(chǎn)生的吸力及推力會傳遞至振動板16，使得振動板16也跟著被擠壓變形，當(dāng)致動片12產(chǎn)生吸力作用時，流體將經(jīng)由供液流道11進(jìn)入壓電噴墨頭I內(nèi)部的壓力腔體13中，當(dāng)致動片12產(chǎn)生推力作用時，儲存于壓力腔體13中的流體將因壓力腔體13被擠壓而傳送至出液流道14以經(jīng)由噴孔151噴出。
[0005]請再參閱第IA及IB圖，習(xí)知壓電噴墨頭I所使用的致動片12尺寸為2700umx2700um,且噴孔板15僅搭配一個噴孔151，噴孔151相對于致動片12呈對稱或置中，其孔徑介于30至120um之間。請參閱第2圖，其系為習(xí)知壓電噴墨頭的驅(qū)動信號示意圖，其中習(xí)知壓電噴墨頭I所使用的驅(qū)動信號V以30V為主，亦即波峰為+30V，波谷為-30V。
[0006]習(xí)知壓電噴墨頭I系使用單一個壓力腔體13及單一個致動片12，即一個壓力腔體13配置一個致動片12，雖然可藉由調(diào)整驅(qū)動信號來噴印不同尺寸及黏度的流體，但通用性不足，使得可適用的流體受到限制。習(xí)知壓電噴墨頭I于致動片12尺寸面積約1400000um2時可噴印純水等低黏度流體，但若希望同時適用于更高黏度流體，目前業(yè)界采用直接配置一個大尺寸的致動片12來解決上述習(xí)知缺失，如使用3750um x 3750um的致動片12尺寸，其約10倍于前述1400000um2的可噴印面積，以達(dá)到使致動片12可同時適用于各種不同黏度的流體以進(jìn)行噴印，但是采用此種解決方式卻需要以較大的驅(qū)動信號才能夠驅(qū)動致動片12運(yùn)作，使得在噴印低黏度流體或小尺寸液滴時原本只需要使用低電壓值的驅(qū)動信號即可進(jìn)行噴印，但是習(xí)知卻輸出過大的驅(qū)動信號以驅(qū)動致動片12噴印低黏度流體，將會造成多余的能量浪費(fèi)。
[0007]因此，如何發(fā)展一種可改善上述習(xí)知技術(shù)缺失的具有多個致動片的壓電噴墨頭，實(shí)為目前迫切需要解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有多個致動片的壓電噴墨頭，俾解決習(xí)知壓電噴墨頭配置一個大尺寸的致動片以適用于各種不同黏度的流體噴印，但需要以較大的驅(qū)動信號才能夠驅(qū)動致動片運(yùn)作，使得在噴印低黏度液滴時過大的驅(qū)動信號會造成多余的能量浪費(fèi)等缺點(diǎn)。
[0009]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實(shí)施態(tài)樣為提供一種壓電噴墨頭，包含至少一噴墨單元及一供液流道，該噴墨單元包括一壓力腔體及一振動板，其中，該壓力腔體與該供液流道連通，該振動板鄰設(shè)于該壓力腔體；一噴孔板，該噴孔板對應(yīng)各該噴墨單元分別形成一噴孔，該噴孔與該壓力腔體及該供液流道連通，用以噴印液滴；以及一致動單元，設(shè)置于該振動板上，并與該壓力腔體相對應(yīng)，該致動單元包括切割形成的多個致動片，各該致動片分別接收一驅(qū)動信號動作；其中，每一個致動片選擇性接收該驅(qū)動信號，以驅(qū)動該多個致動片以多個頻率動作，該驅(qū)動信號依該噴孔的孔徑與液滴特性調(diào)整，使該噴孔噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1A系為習(xí)知壓電噴墨頭的平面示意圖。
[0011]圖1B系為圖1A的A-A剖面圖。
[0012]圖2系為習(xí)知壓電噴墨頭的驅(qū)動信號示意圖。
[0013]圖3A系為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的平面示意圖。
[0014]圖3B系為圖3A的B-B剖面圖。
[0015]圖4A~4E系為圖3A所示的壓電噴墨頭的驅(qū)動信號示意圖。
[0016]圖5A系為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的平面示意圖。
[0017]圖5B系為圖5A的C-C剖面圖。
[0018]圖6A飛I系為圖5A所示的壓電噴墨頭的驅(qū)動信號示意圖。
[0019]圖7A系為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的切割示意圖。
[0020]圖7B系為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例壓電噴墨頭致動片的切割方法的流程圖。
[0021]圖7C系為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的示意圖。
[0022]圖8A系為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的切割示意圖。
[0023]圖SB系為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例壓電噴墨頭致動片的切割方法的流程圖。
[0024]圖8C系為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的示意圖。
[0025]圖9A系為本發(fā)明第五較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的切割示意圖。
[0026]圖9B系為本發(fā)明第五較佳實(shí)施例壓電噴墨頭致動片的切割方法的流程圖。
[0027]圖9C系為本發(fā)明第五較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的示意圖。
[0028]【主要組件符號說明】
[0029]壓電噴墨頭:1、2、3、7、8、9
[0030]致動片:12
[0031]壓力腔體:13、23
[0032]出液流道:14、24
[0033]噴孔板:15、25[0034]噴孔:151、251、74、83、93
[0035]振動板:16、26
[0036]致動單元:22、32、73、82、92
[0037]第一致動片:221、321
[0038]第二致動片:222、322
[0039]第三致動片:323
[0040]供液流道:11、21、71
[0041]噴墨單元:72、811、812、813、814、911、912、913、914
[0042]致動片:731、732、733、734、821、822、823、824、921、922、923、924
[0043]定位記號:75
[0044]長度:X1、X2、X3、X4
[0045]寬度:Y1、Y2、Y3
[0046]驅(qū)動信號:V
[0047]切割距離:X5、X6、X8、Y4、Y6、Y8、Y10、Y11、Y13
[0048]間格距離:Χ7、Υ5、Υ7、Υ9、Υ12
[0049]切割線:L1?L10、C1 ?C8
[0050]S71-S75、S81-S86、S91-96:壓電噴墨頭致動片的切割步驟【具體實(shí)施方式】
[0051]體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上系當(dāng)作說明的用，而非用以限制本發(fā)明。
[0052]請參閱圖3A及3B，其中圖3A系為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的平面示意圖，圖3B系為圖3A的B-B剖面圖，如圖所示，本實(shí)施例的壓電噴墨頭2具有供流體流入的供液流道21、至少一噴墨單元、出液流道24、噴孔板25以及致動單元22，于本實(shí)施例中，致動單元22包括切割所形成的第一致動片221及第二致動片222，噴孔板25于對應(yīng)各該噴墨單元分別形成一噴孔251，用以噴印液滴，而噴墨單元包含壓力腔體23及振動板26，壓力腔體23系與噴孔251及供液流道21連通，且在壓力腔體23、出液流道24及噴孔251等微結(jié)構(gòu)上方系設(shè)置該振動板26，振動板26系鄰設(shè)于壓力腔體23，并在振動板26的上方且對應(yīng)于壓力腔體23的位置設(shè)置該第一致動片221及第二致動片222。
[0053]請再參閱圖3A，本較佳實(shí)施例的第一致動片221與第二致動片222系利用激光切割設(shè)備以橫切的方式切割例如圖1A所示的致動片所形成，且兩者的長度Xl系相同，寬度Yl及Y2亦相同，于本實(shí)施例中，長度X可為但不限為3800um，寬度Yl及Y2可為但不限為1900um,當(dāng)然第一致動片221與第二致動片222的尺寸并不以此為限，且兩者的尺寸大小亦可相異，可使用芯片切割設(shè)備依照需求切出所需的尺寸。
[0054]本發(fā)明的該第一致動片221及該第二致動片222系為一壓電板，可采用高壓電系數(shù)的鋯鈦酸鉛(PZT)系列的壓電粉末制造而成。
[0055]請再參閱圖3B，該第一致動片221及該第二致動片222可分別接收一驅(qū)動信號V而動作，其運(yùn)作方式系藉由分別將一驅(qū)動信號V作用在第一致動片221及第二致動片222的上下兩極，以產(chǎn)生一電場，使得第一致動片221及第二致動片222在此電場的作用下產(chǎn)生彎曲變形，由于第一致動片221及第二致動片222系設(shè)置于振動板26上，因此第一致動片221及第二致動片222所產(chǎn)生的吸力及推力會傳遞至振動板26，使得振動板26也跟著被擠壓變形，當(dāng)?shù)谝恢聞悠?21及第二致動片222產(chǎn)生吸力作用時，即向上膨脹變形，流體將經(jīng)由供液流道21進(jìn)入壓電噴墨頭2內(nèi)部的壓力腔體23中，當(dāng)?shù)谝恢聞悠?21及第二致動片222產(chǎn)生推力作用時，即向下擠壓變形，儲存于壓力腔體23中的流體將因壓力腔體23被擠壓而傳送至出液流道24以經(jīng)由噴孔251噴出。
[0056]請再參閱圖3A及3B，本發(fā)明的第一致動片221及第二致動片222系上下相對應(yīng)設(shè)置，因此可使第一致動片221及第二致動片222選擇性接收該驅(qū)動信號V，以驅(qū)動第一致動片221及第二致動片222以多個頻率動作，且該驅(qū)動信號V依噴孔251的孔徑與液滴特性調(diào)整，使該噴孔251噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴，即選擇性地藉由不同的驅(qū)動信號V來驅(qū)動該第一致動片221及該第二致動片222中至少一個致動片運(yùn)作，可達(dá)到因應(yīng)不同噴印尺寸、不同黏度的流體以及不同噴印速度的需求，以下將舉例說明使用不同驅(qū)動信號V來驅(qū)動該第一致動片221及該第二致動片222中至少一個致動片進(jìn)行運(yùn)作，以及可達(dá)到的功效。
[0057]請參閱圖3B及圖4A及4B，于本實(shí)施例中，第一致動片221及第二致動片222其中之一可單獨(dú)接收到該驅(qū)動信號V，以控制僅單一個致動片動作，即單獨(dú)驅(qū)動第一致動片221而第二致動片222不運(yùn)作(如第4A圖所示)，或是單獨(dú)驅(qū)動第二致動片222而第一致動片221不運(yùn)作(如第4B所示)，可達(dá)到使噴孔251噴出小尺寸或低黏度的液滴。
[0058]請參閱圖3B及4C，于本實(shí)施例中，第一致動片221及第二致動片222可同時接收到同相位移的驅(qū)動信號V，以使兩者成同相位移動作，可達(dá)到使噴孔251噴出大尺寸或高黏度的液滴。
[0059]請參閱圖3B及4D，于本實(shí)施例中，第一致動片221及第二致動片222可同時接收到反相位移的驅(qū)動信號V，以使兩者成反相位移動作，即第一致動片221及第二致動片222兩者成一上一下的反相位移動作，可達(dá)到依使用者需求使噴孔251噴出所需尺寸或黏度的液滴。
[0060]請參閱圖3B及4E，于本實(shí)施例中，第一致動片221及第二致動片222可輪流接收到驅(qū)動信號V，以使兩者成輪流動作，以增加單一噴孔251的噴墨頻率至兩倍，可達(dá)到提升噴墨速度的功效。
[0061]上述的噴孔251孔徑介于30至120um之間，以及上述的驅(qū)動信號V的電壓值可以+/-30V為主，但不以此為限亦可依照需求調(diào)整至例如+/-50V，當(dāng)然驅(qū)動信號V的電壓值并不局限于上述+/-30V或是+/-50V可依需求調(diào)整。
[0062]請參閱圖5A及5B，其中圖5A系為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的平面示意圖，圖5B系為圖5A的C-C剖面圖，如圖5A所示，本實(shí)施例的壓電噴墨頭3具有供液流道21、致動單元32，于本實(shí)施例中，致動單元32包括切割所形成的第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323，另如圖5B所示，壓電噴墨頭3更包含有壓力腔體23、出液流道24、具有噴孔251的噴孔板25以及振動板26等微結(jié)構(gòu)，其中，供液流道21、單一壓力腔體23、出液流道24、具有噴孔251的噴孔板25以及振動板26的設(shè)置位置及所能達(dá)成的目的及功效系已詳述于第一較佳實(shí)施例中，因此不再贅述。[0063]與第一實(shí)施例相較，本實(shí)施例的壓電噴墨頭3包含第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323，且如圖5B所示，第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323系設(shè)置于振動板26的上方，且對應(yīng)于壓力腔體23的位置設(shè)置，三者之間系左右兩兩相鄰設(shè)置且第二致動片322系設(shè)置于第一致動片321及第三致動片323之間，使噴孔251對應(yīng)設(shè)置于該第二致動片322，可利用激光切割設(shè)備以縱切的方式切割例如圖1A所示的致動片所形成，且三者的長度X2、X3、X4可相似，寬度Y3則可相同，于本實(shí)施例中，長度X2、X3、X4可分別為126611111、126811111、126611111，寬度￥3可為但不限為380011111，當(dāng)然第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323的尺寸并不以此為限，且體積大小亦可相異，可使用芯片切割設(shè)備依照需求切出所需的尺寸。
[0064]至于，第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323可為一壓電板，可采用高壓電系數(shù)的鋯鈦酸鉛(PZT)系列的壓電粉末制造而成，且其運(yùn)作方式及所能達(dá)成的目的及功效系已詳述于第一較佳實(shí)施例中，因此不再贅述。
[0065]請再參閱圖5A及5B，由于本發(fā)明僅包含單一壓力腔體23，且第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323之間系左右兩兩相鄰設(shè)置，且第二致動片322系設(shè)置于第一致動片321及第三致動片323之間，使噴孔251對應(yīng)設(shè)置于該第二致動片322，因此可使第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323選擇性接收該驅(qū)動信號V，以驅(qū)動第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323以多個頻率動作，使該噴孔251噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴，即選擇性藉由不同的驅(qū)動信號V來驅(qū)動第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323中至少一個致動片運(yùn)作，可達(dá)到因應(yīng)不同噴印尺寸、不同黏度的流體以及不同噴印速度的需求，以下將舉例說明使用不同驅(qū)動信號V來驅(qū)動第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323中至少一個致動片進(jìn)行運(yùn)作，以及可達(dá)到的功效。
[0066]請參閱圖5B及圖6A 、6B及6C，于本實(shí)施例中，第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323其中之一單獨(dú)接收到驅(qū)動信號V，以控制僅單一個致動片在振動區(qū)域動作，即單獨(dú)驅(qū)動第一致動片321而第二致動片322及第三致動片323不運(yùn)作(如第6A圖所示)、單獨(dú)驅(qū)動第二致動片322而第一致動片321及第三致動片323不運(yùn)作(如第6B圖所示)或是單獨(dú)驅(qū)動第三致動片323而第一致動片321及第二致動片322不運(yùn)作(如第6C圖所示)，可達(dá)到使噴孔251噴出小尺寸或低黏度的液滴，但是若噴孔251相對于第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323所構(gòu)成的面積系呈置中，則以驅(qū)動第二致動片322為佳。
[0067]請參閱圖5B及圖6D，于本實(shí)施例中，第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323可同時接收到同相位移的驅(qū)動信號V，以使三者成同相位移動作，可達(dá)到使噴孔251噴出大尺寸或高黏度的液滴。
[0068]請參閱圖5B及圖6E、6F及6G，于本實(shí)施例中，第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323其中二個接收到驅(qū)動信號V，以使該多個致動片中部分?jǐn)?shù)個致動片動作，即同時驅(qū)動第一致動片321及第二致動片322而第三致動片323不運(yùn)作(如第6E圖所示)，或同時驅(qū)動第二致動片322及第三致動片323而第一致動片321不運(yùn)作(如第6F圖所示)，或同時驅(qū)動第一致動片321及第三致動片323而第二致動片322不運(yùn)作(如第6F圖所示)，可達(dá)到使噴孔251噴出中等尺寸或黏度適中的液滴。
[0069]請參閱圖5B及圖6H，于本實(shí)施例中，第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323系同時接收到驅(qū)動信號V，且使兩相鄰致動片之間成反相位移動作，即兩相鄰致動片之間成一上一下的反向位移動作，其中的第一致動片321及第三致動片323位移方向相同，第二致動片322位移方向相反，以達(dá)到依使用者需求使噴孔251噴出所需尺寸或黏度的液滴。
[0070]請參閱圖5B及圖61，于本實(shí)施例中，第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323系輪流接收到驅(qū)動信號V，以使三者成輪流動作，以增加單一噴孔251的噴墨頻率至三倍，可達(dá)到提升噴墨速度的功效。
[0071]上述的驅(qū)動信號V的電壓值可以+/-30V為主，但不以此為限亦可依照需求調(diào)整至例如+/-50V，當(dāng)然驅(qū)動信號V的電壓值并不局限于上述+/-30V或是+/-50V可依需求調(diào)整。
[0072]本發(fā)明的壓電噴墨頭所包含的多個致動片的尺寸大小并不局限于實(shí)質(zhì)上相同，亦可藉由芯片切割設(shè)備切割為不同尺寸，以圖5A所示的切成第一致動片321、第二致動片322及第三致動片323三區(qū)塊為例，其中設(shè)置于中間區(qū)域的第二致動片322的體積可大于第一致動片321及第三致動片323，而此時僅以個別驅(qū)動設(shè)置于中間區(qū)塊的第二致動片322可噴墨為原則。
[0073]同理，本發(fā)明的壓電噴墨頭2、3所包含的致動片數(shù)量并不局限于第3A及5A圖所示的2或3個，可依照需求使用芯片切割設(shè)備切出所需的區(qū)塊數(shù)目，僅要求驅(qū)動較靠近噴孔的致動片為可噴墨，設(shè)置于其它區(qū)塊的致動片則僅為配合使有效驅(qū)動的致動片的總面積增力口，藉以噴出各種尺寸或黏度的液滴。
[0074]由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明的壓電噴墨頭藉由單一壓力腔體配置多個致動片，并根據(jù)不同需求來調(diào)整驅(qū)動信號以同時驅(qū)動其中一個或多個致動片，即針對噴印不同尺寸、不同黏度的液滴以及不同噴墨頻率的需求條件，使本發(fā)明可靈活調(diào)配驅(qū)動致動片的數(shù)量以及驅(qū)動信號的電壓值來達(dá)到目的，例如在噴印低黏度液滴時只需減少致動片運(yùn)作的數(shù)量并降低驅(qū)動信號的電壓值即可符合需求，而采用降低驅(qū)動信號的電壓值的方式更可避免不必要的能量浪費(fèi)，而且，以使用相同總致動面積來比較，習(xí)知技術(shù)僅使用單一致動片其可噴印的液滴尺寸有所限制，反觀，本發(fā)明則可根據(jù)需求控制致動片的驅(qū)動數(shù)量來達(dá)到可噴印更多不同尺寸液滴的需求，以提升通用性。
[0075]請參閱圖7A及圖7B，其中圖7A系為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7B系為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例壓電噴墨頭致動片的切割方法的流程圖，如圖7A所示，本發(fā)明壓電噴墨頭7系為一多層結(jié)構(gòu)，主要系由一振動板及多個板件(未圖標(biāo))堆棧設(shè)置而成，且壓電噴墨頭7具有一供液流道71以及多個噴墨單元72，其中，于本實(shí)施例中，該多個噴墨單元72的致動面積系分布于四個不同象限中但彼此之間并未對稱設(shè)置，每一噴墨單元72具有一壓力腔體(未圖示)，且壓電噴墨頭7更包含具有該多個噴孔74的一噴孔板(未圖示)，于每一噴墨單元72分別對應(yīng)設(shè)置一噴孔74，且每一噴墨單元72的壓力腔體均與供液流道71相連通，使噴印流體可由供液流道71流入每一壓力腔體中，且于多個噴墨單元72的壓力腔體處設(shè)置有一致動單元73，其中，致動單元73系可由但不限由鋯鈦酸鉛(LeadZirconate Titanate, PZT)壓電材料所形成,可藉由一切割設(shè)備對致動單元73進(jìn)行切割，使致動單元73對應(yīng)于每一噴墨單元72的壓力腔體之處分別產(chǎn)生一致動片，即圖7A所示的致動片731、732、733、734，致動片731、732、733、734分別形成于該多個噴墨單元72的壓力腔體上，并選擇性地接收一驅(qū)動信號V而動作，且各噴孔74分別形成于對應(yīng)致動片731、732、733、734概呈置中的相對位置。其中，各壓力腔體的體積與致動片731、732、733、734的尺寸及各噴孔74的孔徑大致成比例關(guān)系，借此，各致動片731、732、733、734選擇性接收該驅(qū)動信號V，該驅(qū)動信號V依各噴孔74的孔徑與液滴特性調(diào)整，以驅(qū)動該多個致動片731、732、733、734以多個頻率動作，使該噴孔74噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴。
[0076]請參閱圖7B，其系為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭致動片的切割方法的流程圖，如圖所示，本實(shí)施例的壓電噴墨頭致動片的切割方法系包含下列步驟:首先，提供壓電噴墨頭7，其系具有一供液流道71以及多個噴墨單元72，其中多個噴墨單元72分別具有與供液流道71相連通的一壓力腔體，并于每一噴墨單元72分別形成一噴孔74(如步驟S71所示)，且于本實(shí)施例中，多個噴墨單元72可為但不限為系分別設(shè)置于四個象限中，接著，于多個噴墨單元72的壓力腔體上方設(shè)置一致動單元73，致動單元73包含多個致動片731、732、733、734，且致動片731、732、733、734分別形成于多個噴墨單元72的壓力腔體上，并選擇性地接收驅(qū)動信號V而動作，且各噴孔74分別形成于對應(yīng)致動片731、732、733、734大概呈置中的相對位置(如步驟S72所示)，后續(xù)則設(shè)定致動片731、732、733、734的致動面積，并可于該壓電噴墨頭7上標(biāo)示多個定位記號75，例如:以劃線方式標(biāo)示呈現(xiàn)L型的定位記號75，將致動單元73固設(shè)于該多個定位記號75所形成的范圍內(nèi)，以使致動單元73可對應(yīng)設(shè)置于多個噴墨單元72的壓力腔體上方(如步驟S73所示)，當(dāng)然，本發(fā)明致動單元73的定位方式并不局限于以劃線方式標(biāo)示定位記號75來實(shí)施，且定位記號75并不局限為L型，任何可達(dá)到使致動單元73固設(shè)于多個噴墨單元72的壓力腔體上方的方式均為本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
[0077]接著，以一切割設(shè)備根據(jù)步驟S73所設(shè)定的關(guān)于每一個致動片的面積對該致動單元73進(jìn)行切割(如步驟S74所示)，以使致動單元73對應(yīng)于每一該壓力腔體的處分別產(chǎn)生一致動片，即圖7A所示的致動片731、732、733、734 (如步驟S75所示)，借此，各壓力腔體分別具預(yù)定面積的致動片731、732、733、734，并選擇性地接收驅(qū)動信號V動作，驅(qū)動信號V依各噴孔74的孔徑與液滴特性調(diào)整，以驅(qū)動致動片731、732、733、734以多個頻率動作，使致動片731、732、733、734對應(yīng)不同尺寸與不同黏度的液滴而選擇動作。
[0078]其中，本實(shí)施例所使用的切割設(shè)備可為但不限為一晶圓切割設(shè)備,例如:激光機(jī)臺，最后，將致動單元73中除了致動片731、732、733、734以外的廢料移除即可形成如圖7C所示的壓電噴墨頭7。
[0079]于本實(shí)施例中，致動片731、732、733、734可為不同尺寸且均為正方形結(jié)構(gòu)并分布于四個不同象限中，舉例而言:若圖1A所示的致動片12的致動面積為10個單位，則圖7A所示的致動片731、732、733、734的致動面積可分別為約3、5、8、10個單位，而每一噴墨單元72的噴孔74的孔徑大致與對應(yīng)的壓力腔體的體積及噴墨單元72的致動面積成比例，即每一噴墨單元72的噴孔74的孔徑大致與致動片731、732、733、734的尺寸以及壓力腔體的體積成比例關(guān)系，致動片731、732、733、734所對應(yīng)的噴孔74的孔徑可分別為例如30、45、60、90um,當(dāng)然致動片731、732、733、734的致動面積以及所對應(yīng)的噴孔74的孔徑大小并不以此為限，可根據(jù)實(shí)際的需求而改變。
[0080]請參閱圖8A及圖8B，其中圖8A系為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭的切割示意圖，圖8B系為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例壓電噴墨頭致動片的切割方法的流程圖，如圖8A所不，本實(shí)施例的壓電噴墨頭8系為一多層結(jié)構(gòu)，同樣系由一振動板及多個板件(未圖標(biāo))堆棧設(shè)置而成，且壓電噴墨頭8具有一供液流道71以及多個噴墨單元811、812、813、814，其中，于本實(shí)施例中，該多個噴墨單元811、812、813、814之間系以縱向排列的方式相互對稱設(shè)置，但不以此為限，亦可依需求變更為以橫向排列的方式相互對稱設(shè)置，噴墨單元811、812、813、814分別具有一壓力腔體(未圖示)，該等壓力腔體以一方向等長度等距及另一方向不等距排列，且壓電噴墨頭8更包含具有該多個噴孔83的一噴孔板(未圖標(biāo))，于噴墨單元811、812、813、814分別對應(yīng)設(shè)置一噴孔83，且噴墨單元811、812、813、814的壓力腔體均與供液流道71相連通，使噴印流體可由供液流道71流入每一壓力腔體中，且于噴墨單元
811、812、813、814的壓力腔體處設(shè)置有一致動單元82，其中，致動單元82系可由但不限由錯鈦酸鉛(Lead Zirconate Titanate, PZT)壓電材料所形成,可藉由一切割設(shè)備對致動單元82進(jìn)行切割，使致動單元82對應(yīng)于每一噴墨單元811、812、813、814的壓力腔體的處分別產(chǎn)生一致動片，即第8A及8C圖所示的致動片821、822、823、824，致動片821、822、823、824分別形成于噴墨單元811、812、813、814的壓力腔體上，且致動片821、822、823、824的長寬比為2以下，并選擇性地分別接收一驅(qū)動信號V而動作，且各噴孔83分別形成于對應(yīng)致動片821、822、823、824概呈置中的相對位置。
[0081]其中，各壓力腔體的體積與致動片821、822、823、824的尺寸及各噴孔83的孔徑大致成比例關(guān)系，借此，各致動片821、822、823、824選擇性接收該驅(qū)動信號V，該驅(qū)動信號V依各噴孔83的孔徑與液滴特性調(diào)整，以驅(qū)動該多個致動片821、822、823、824以多個頻率動作，使該噴孔83噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴。
[0082]請參閱圖8A及8B，其中圖8B系為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的壓電噴墨頭致動片的切割方法的流程圖，如圖所示，本實(shí)施例的壓電噴墨頭致動片的切割方法系包含下列步驟:首先，提供壓電噴墨頭8，其系具有一供液流道71以及噴墨單元811、812、813、814，其中噴墨單元811、812、813、814分別具有與供液流道71相連通的一壓力腔體，并于噴墨單元811、
812、813、814分別形成一噴孔83(如步驟S81所示)，且于本實(shí)施例中，噴墨單元811、812、
813、814之間系以縱向排列的方式相互對稱設(shè)置，但不以此為限，亦可依需求變更為以橫向排列的方式相互對稱設(shè)置，接著，于噴墨單元811、812、813、814的壓力腔體上方設(shè)置一致動單元82，致動單元82包含多個致動片821、822、823、824，且致動片821、822、823、824分別形成于噴墨單元811、812、813、814的壓力腔體上，并選擇性地接收驅(qū)動信號V而動作(如步驟S82所示)，后續(xù)則設(shè)定每一個噴墨單元811、812、813、814的致動面積、一第一方向的切割距離以及該多個噴墨單元811、812、813、814之間的間隔距離(如步驟S83所示)，其中該第一方向可為但不限為X方向，且每一個噴墨單兀811、812、813、814的該第一方向的切割距離系相等，即如圖8A所示的噴墨單元811、812、813、814于X方向的切割距離X5系相等，至于噴墨單元811、812、813、814之間的間隔距離即分別如圖8A所示的間隔距離Y5、Y7、Υ9。
[0083]接著，根據(jù)步驟S83所設(shè)定的每一個噴墨單元811、812、813、814的致動面積以及該第一方向的切割距離，即依X方向的切割距離Χ5來計算每一個噴墨單元811、812、813、814于一第二方向的切割距離，第二方向可為但不限為Y方向，即如圖8Α所示的噴墨單元811于Y方向的切割距離Υ4、噴墨單元812于Y方向的切割距離Υ3、噴墨單元813于Y方向的切割距離Υ8、噴墨單元814于Y方向的切割距離YlO (如步驟S84所示)。
[0084]后續(xù)則可于該壓電噴墨頭8上標(biāo)示多個定位記號75，例如:以劃線方式標(biāo)示呈現(xiàn)L型的定位記號75，以將致動單元82固設(shè)于該多個定位記號25所形成的范圍內(nèi)，以使致動單元82可對應(yīng)設(shè)置于多個噴墨單元811、812、813、814的壓力腔體上方(如步驟S85所示)，當(dāng)然，本發(fā)明致動單元82的定位方式并不局限于以劃線方式標(biāo)示定位記號75來實(shí)施，且定位記號75并不局限為L型，任何可達(dá)到使致動單元82固設(shè)于多個噴墨單元811、812、813、814的壓力腔體上方的方式均為本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
[0085]接著，以一切割設(shè)備根據(jù)步驟S83所設(shè)定的該多個噴墨單元811、812、813、814于第一方向的切割距離、該多個噴墨單元811、812、813、814之間的間隔距離，以及步驟S84計算所得的每一個噴墨單元811、812、813、814于第二方向的切割距離對該致動單元82進(jìn)行切割，即該多個噴墨單元811、812、813、814于X方向的切割距離X5、該多個噴墨單元811、812、813、814之間的間隔距離Y5、Y7、Y9，以及噴墨單元811于Y方向的切割距離Y4、噴墨單元812于Y方向的切割距離Y6、噴墨單元813于Y方向的切割距離Y8、噴墨單元814于Y方向的切割距離YlO來對該致動單元82進(jìn)行切割，以使致動單元82分別于每一該壓力腔體的處對應(yīng)形成一致動片，即圖8C所示的致動片821、822、823、824，并使各該噴孔分別形成于對應(yīng)各該致動片概呈置中的相對位置(如步驟S86所示)，借此，各壓力腔體分別具預(yù)定面積的致動片821、822、823、824，并選擇性地接收驅(qū)動信號V動作，驅(qū)動信號V依各噴孔83的孔徑與液滴特性調(diào)整，以驅(qū)動致動片821、822、823、824以多個頻率動作，使致動片821、822、823、824對應(yīng)不同尺寸與不同黏度的液滴而選擇動作。
[0086]于本實(shí)施例中，可根據(jù)切割距離Y4、Y6、Y8、Y10以及間隔距離Υ5、Υ7、Υ9于致動單元82上標(biāo)示切割線LfLS以及根據(jù)切割距離Xl于致動單元82上標(biāo)示切割線LfLlO，使切割設(shè)備沿著切割線LfLlO對致動單元82進(jìn)行切割，即可于致動單元82上切割形成致動片
821、822、823、824并分別對應(yīng)于每一噴墨單元811、812、813、814的壓力腔體，當(dāng)然切割設(shè)備切割的順序并不局限于依照切割線LfLlO的順序進(jìn)行切割，可依實(shí)據(jù)需求變更切割順序，且本發(fā)明可使用的切割方式亦不局限于以劃線方式標(biāo)示切割線來實(shí)施，任何可根據(jù)多個噴墨單元811、812、813、814于第一方向的切割距離、多個噴墨單元811、812、813、814之間的間隔距離，以及每一個噴墨單元811、812、813、814于第二方向的切割距離而于致動單元82上切割形成致動片821、822、823、824的方式均為本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
[0087]其中，本實(shí)施例所使用的切割設(shè)備可為但不限為一晶圓切割設(shè)備,例如:激光機(jī)臺，最后，將致動單元82中除了致動片即圖8Α所示的致動片821、822、823、824以外的廢料移除即可形成如圖8C所示的壓電噴墨頭8。
[0088]于本實(shí)施例中，致動片821、822、823、824可為不同尺寸并以縱向排列的方式相互對稱設(shè)置，且致動片821、822、823、824的第一方向的尺寸大小系相同，即于X方向的切割距離Χ5相同，因此可使用一般的切割設(shè)備來對致動單元82進(jìn)行割出，可降低制造成本外，其廢料也較第一實(shí)施例使用激光切割制程來得少。舉例而言:若圖1A所示的致動片12的致動面積為10個單位，則圖8Α所示的致動片821、822、823、824的致動面積可分別為約10、3、
5、8個單位，由于致動片821、822、823、824的第一方向的尺寸大小系相同，即X方向尺寸相同，因此致動片821、822、823、824于第二方向的尺寸，即Y方向尺寸，將會有10:3:5:8的比例關(guān)系，使得致動片821、822、823、824為長方形而不為正方形，在這種情況下，致動片821、
822、823、824的X、Y方向尺寸仍須謹(jǐn)慎調(diào)配，以免因致動片821、822、823、824的過長而影響動作，因此，請參閱下列表一，于本實(shí)施例中致動片821、822、823、824的長寬比(Χ/Υ)皆控制在約2或以下。[0089]表一:
[0090]
【權(quán)利要求】
1.一種壓電噴墨頭，包含至少一噴墨單元及一供液流道，該噴墨單元包括一壓力腔體及一振動板，其中，該壓力腔體與該供液流道連通，該振動板鄰設(shè)于該壓力腔體； 一噴孔板，該噴孔板對應(yīng)各該噴墨單元分別形成一噴孔，該噴孔與該壓力腔體及該供液流道連通，用以噴印液滴；以及 一致動單元，設(shè)置于該振動板上，并與該壓力腔體相對應(yīng)，該致動單元包括切割形成的多個致動片，各該致動片分別接收一驅(qū)動信號動作； 其中，每一個致動片選擇性接收該驅(qū)動信號，以驅(qū)動該多個致動片以多個頻率動作，該驅(qū)動信號依該噴孔的孔徑與液滴特性調(diào)整，使該噴孔噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該多個致動片包含一第一致動片及一第二致動片，且該第一致動片及該第二致動片其中之一單獨(dú)接收到該驅(qū)動信號，以控制單一該致動片動作。
3.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該多個致動片包含一第一致動片及一第二致動片，且該第一致動片及該第二致動片同時接收到同相位移的該驅(qū)動信號，以使兩者成同相位移動作。
4.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該多個致動片包含一第一致動片及一第二致動片，且該第一致動片及該第二致動片同時接收到反相位移的該驅(qū)動信號，以使兩者成反相位移動作。
5.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該多個致動片包含一第一致動片及一第二致動片，且該第一致動片及該第二致動片輪流接收到該驅(qū)動信號，以使兩者成輪流動作。
6.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該多個致動片包含一第一致動片、一第二致動片及一第三致動片，該第二致動片位于該第一致動片與該第三致動片間，使該噴孔對應(yīng)設(shè)置于該第二致動片，且該第一致動片、該第二致動片及該第三致動片其中之一單獨(dú)接收到該驅(qū)動信號，以控制單一該致動片在振動區(qū)域動作。
7.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該多個致動片包含一第一致動片、一第二致動片及一第三致動片，該第二致動片位于該第一致動片與該第三致動片間，使該噴孔對應(yīng)設(shè)置于該第二致動片，且該第一致動片、該第二致動片及該第三致動片同時接收到同相位移的該驅(qū)動信號，以使三者成同相位移動作。
8.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該多個致動片包含一第一致動片、一第二致動片及一第三致動片，該第二致動片位于該第一致動片與該第三致動片間，使該噴孔對應(yīng)設(shè)置于該第二致動片，且該第一致動片、該第二致動片及該第三致動片其中二個接收到該驅(qū)動信號，以使該多個致動片中部分?jǐn)?shù)個致動片動作。
9.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該多個致動片包含一第一致動片、一第二致動片及一第三致動片，該第二致動片位于該第一致動片與該第三致動片間，使該噴孔對應(yīng)設(shè)置于該第二致動片，且該第一致動片、該第二致動片及該第三致動片同時接收到該驅(qū)動信號，使兩相鄰致動片之間成反相位移動作。
10.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該多個致動片包含一第一致動片、一第二致動片及一第三致動片，該第二致動片位于該第一致動片與該第三致動片間，使該噴孔對應(yīng)設(shè)置于該第二致動片，且該第一致動片、該第二致動片及該第三致動片輪流接收到該驅(qū)動信號，以使三者成輪流動作。
11.如權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該噴孔孔徑介于30至120um之間，該驅(qū)動信號的電壓值以+/-30伏特較佳。
12.—種壓電噴墨頭,其包含: 多個噴墨單元與一供液流道，各該噴墨單元分別具有與該供液流道相連通的一壓力腔體； 一噴孔板，該噴孔板對應(yīng)各該噴墨單元分別形成一噴孔，用以噴印液滴；以及一致動單元，該致動單元包括切割形成的多個致動片，各該致動片分別對應(yīng)各該壓力腔體，并分別接收一驅(qū)動信號動作； 其中，各壓力腔體的體積與該致動片的尺寸及該噴孔的孔徑大致成比例關(guān)系，借此，各該致動片選擇性接收該驅(qū)動信號，該驅(qū)動信號依該噴孔的孔徑與液滴特性調(diào)整，以驅(qū)動該多個致動片以多個頻率動作，使該噴孔噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴。
13.如權(quán)利要求12所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該致動單元包括以激光切割設(shè)備切割形成該多個致動片。
14.一種壓電噴墨頭,其包含: 多個噴墨單元與一供液流道，各該噴墨單元分別具有與該供液流道相連通的一壓力腔體，且該等壓力腔體以一方向等長度等距及另一方向不等距排列； 一噴孔板，該噴孔板對應(yīng)各該噴墨單元分別形成一噴孔，用以噴印液滴；以及一致動單元，該致動單元包括切割形成的多個致動片，各該致動片分別對應(yīng)設(shè)置于各該壓力腔體處，且各該致動 片的長寬比為2以下，以分別接收一驅(qū)動信號動作； 其中，各該壓力腔體的體積與該致動片的尺寸及該噴孔的孔徑大致成比例關(guān)系，借此，各該致動片選擇性接收該驅(qū)動信號，該驅(qū)動信號依該噴孔的孔徑與液滴特性調(diào)整，以驅(qū)動該多個致動片以多個頻率動作，使該噴孔噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴。
15.如權(quán)利要求14所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該致動單元包括以晶圓切割設(shè)備切割形成的該多個致動片。
16.—種壓電噴墨頭,其包含: 多個噴墨單元與一供液流道，各該噴墨單元分別具有與該供液流道相連通的一壓力腔體； 一噴孔板，該噴孔板對應(yīng)各該噴墨單元分別形成一噴孔，用以噴印液滴；以及一致動單元，該致動單元包括切割形成的多個致動片，各該致動片分別對應(yīng)設(shè)置于各壓力腔體并排列于不同象限且呈相互對應(yīng)設(shè)置，又各該致動片其尺寸的長寬比例為2或以下，以分別接收一驅(qū)動信號動作； 其中，各該壓力腔體的體積與該致動片的尺寸及該噴孔的孔徑大致成比例關(guān)系，借此，各該致動片選擇性接收該驅(qū)動信號，該驅(qū)動信號依該噴孔的孔徑與液滴特性調(diào)整，以驅(qū)動該多個致動片以多個頻率動作，使該噴孔噴印出不同尺寸與不同黏度的液滴。
17.如權(quán)利要求16所述的壓電噴墨頭，其特征在于，該致動單元包括以晶圓切割設(shè)備切割形成該多個致動片。
【文檔編號】B41J2/14GK103802476SQ201210442799
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】戴賢忠 申請人:研能科技股份有限公司